JP4554596B2 - 炉内アルミニウム処理方法 - Google Patents
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Description
前記炉内雰囲気中または前記炉から排出される煙道ガス中の一酸化炭素CO m および/または水素H 2m の濃度を測定し、
前記炉内アルミニウム処理方法が前記炉内雰囲気中または前記煙道ガス中の金属酸化物一酸化炭素CO mo および/または金属酸化物水素H 2mo の濃度が1%および8%の間の値に実質的に一定に保たれる期間を通して前記アルミニウム溶湯の酸化が減少する最終段階を有し、その最終段階では、
a)金属酸化物一酸化炭素CO mo および/または金属酸化物水素H 2mo の前記濃度に基づいて少なくとも1つのバーナーに噴射する前記燃料の流量を選択する間は、前記酸化剤の流量を実質的に一定に保持することにより前記溶融アルミニウムの酸化を減少させ、
b)金属酸化物一酸化炭素CO mo および/または金属酸化物水素H 2mo の前記濃度に基づいて少なくとも1つのバーナーに噴射する前記酸化剤の流量を選択する間は、前記燃料の流量を実質的に一定に保持することにより前記溶融アルミニウムの酸化を減少させ、
これにより、前記炉内にチャージのない空の状態で該炉内に前記燃料および前記酸化剤のバーナーの少なくとも1つで燃焼されることによってもたらされるCO濃度と前記測定された一酸化炭素CO m の濃度との差分に基づいて前記金属酸化物一酸化炭素CO mo の濃度を算出し、かつ、前記炉内にチャージのない空の状態で該炉内に前記燃料および前記酸化剤のバーナーの少なくとも1つで燃焼されることによってもたらされるH 2 濃度と前記測定された水素H 2m の濃度との差分に基づいて前記金属酸化物水素H 2mo の濃度を算出することを特徴とする。
本発明は、少なくとも1つのバーナーに供給される酸化剤が酸素を10体積%以上、好ましくは21体積%以上含有し、酸化剤流量が実質的に一定になる間にアルミニウム溶湯の酸化が減少する最終段階で、少なくとも1つのバーナーに噴射される燃料の流量が前記雰囲気中または煙道ガス中の金属酸化物一酸化炭素(COmo)および/または金属酸化物水素(H2mo)の濃度に従って選択されるか又はその逆に前記濃度が前記燃料流量に従って選択され、この金属酸化物一酸化炭素および/または金属酸化物水素の濃度((COmo)および/または(H2m))は、前記炉内にチャージがない場合を除いて、前記測定された種濃度と固有COとの間の差分または前記少なくとも1つのバーナーを持つ炉内の燃料および酸化剤の燃焼によって生じるH2種濃度として算出されることを特徴とする。(固有のCOおよびH2濃度は、バーナーに供給される酸化剤を伴う燃料の燃焼の一方での計算を明らかにすべきであるが、そればかりではなく前記炉の吸気口を介して炉内に入れられて前記燃料と反応する酸化剤についても同様である。)
好ましくは、酸化剤は88体積%以上のO2(好ましくは95体積%以上のO2)を含む。
アルミニウム酸化減少段階は、炉内にアルミニウム含有材料を新たにチャージする再導入で終了するか、またはその使用のポイントに液体アルミニウムを注ぎ出すことによって終了する。本発明によるアルミニウム含有材料は、特に(例えば)アルミニウムのインゴット、アルミニウム部の旋盤ワークからのシェービング、飲料および保存食品の缶、廃棄物、製造スクラップ、ドロス、アルミニウム含有スラグ、そして、一般的にアルミニウムを含んでいるいかなる材料であってもよい。また、本発明は、明らかに液体アルミニウムのための炉に保持される温度に適用される。
2A1+3H2O → A12O3 +3H2(以下、金属酸化物H2と呼ぶ)
2Al+3/2O2 → A12O3
他の残りのものは全て等しい場合に、炉からの煙道ガスの一酸化炭素または水素の見掛け上の状況、または煙道ガス中の一酸化炭素または水素の濃度変化は、アルミニウムの酸化を検出するのに役立つ。
本発明によれば、OFRは金属酸化物COおよび/または金属酸化物水素の算出濃度に従って制御され、これらの濃度がアルミニウムの酸化を反映する。
先ず、従来のテストの間において、熱分解中に有機化合物もCOもH2(または非常に取るに足りない量)も出さない約65トンの材料を炉に装入する。これらの材料は、例えば、塩(NaClまたはKC1)またはエナメル、ペンキ、油などが無いアルミニウム合金である。
多くのパラメータの関数として、特に液体アルミニウムの温度、測定されたCOmは、2%と10%との間で粗く変化するのが観測される。第3のサブ段階において、その注ぎ出し温度に近い液体アルミニウムの最小の制御酸化を保証するために、アルミニウムの注ぎ出し(第2のアルミニウムの装入)前に、本発明に従う調整は最小限許容される(1.5)で、かつ高い固有CO(約8.5%〜9%まで)にバーナー率を近づけようとしている。
27トンの塩および27トンのアルミニウム廃棄物を13MWのバーナーを備えた回転炉内に装入した。その装入物を、従来法では2500Sm3(従来技術方法)の天然ガス消費で加熱するか、または本発明方法では2550Sm3(本発明による方法)の天然ガス消費で加熱した。それから65トンのアルミニウム廃棄物を再び装入して、その装入物を天然ガスの3300Sm3(従来技術)の消費で加熱するか、または3400Sm3(本発明)の消費で加熱した。それから35トンのアルミニウム廃棄物を再び装入して、その装入物を天然ガスの4600Sm3(従来技術)の消費で加熱するか、または4750Sm3(本発明)の消費で加熱した。それから98トンのアルミニウムを注ぎ出し(従来技術)、また99トンのアルミニウムを注ぎ出した(本発明)。それから炉内にある塩およびドロスを天然ガスの5350Sm3(従来技術)の消費で加熱するか、または5500Sm3(本発明)の消費で加熱した。最後に、炉内に残留するアルミニウムを注ぎ出した。残留アルミニウムの注ぎ出し量は、従来技術および本発明ともに9トンであった。
Claims (13)
- アルミニウムおよび1つ又はそれ以上の塩を含有する材料を炉内に装入し、この材料は酸化剤および燃料を供給される少なくとも1つのバーナーを用いる熱の入力によって溶融され、アルミナおよび少なくとも1つの塩を有するスラグで覆われたアルミニウム溶湯を得るために、少なくとも1つのバーナーに供給される酸化剤が10体積%以上の酸素を含有する炉内アルミニウム処理方法において、
前記炉内雰囲気中または前記炉から排出される煙道ガス中の一酸化炭素CO m および/または水素H 2m の濃度を測定し、
前記炉内アルミニウム処理方法が前記炉内雰囲気中または前記煙道ガス中の金属酸化物一酸化炭素CO mo および/または金属酸化物水素H 2mo の濃度が1%および8%の間の値に実質的に一定に保たれる期間を通して前記アルミニウム溶湯の酸化が減少する最終段階を有し、その最終段階では、
a)金属酸化物一酸化炭素CO mo および/または金属酸化物水素H 2mo の前記濃度に基づいて少なくとも1つのバーナーに噴射する前記燃料の流量を選択する間は、前記酸化剤の流量を実質的に一定に保持することにより前記溶融アルミニウムの酸化を減少させ、
b)金属酸化物一酸化炭素CO mo および/または金属酸化物水素H 2mo の前記濃度に基づいて少なくとも1つのバーナーに噴射する前記酸化剤の流量を選択する間は、前記燃料の流量を実質的に一定に保持することにより前記溶融アルミニウムの酸化を減少させ、
これにより、前記炉内にチャージのない空の状態で該炉内に前記燃料および前記酸化剤のバーナーの少なくとも1つで燃焼されることによってもたらされるCO濃度と前記測定された一酸化炭素CO m の濃度との差分に基づいて前記金属酸化物一酸化炭素CO mo の濃度を算出し、かつ、前記炉内にチャージのない空の状態で該炉内に前記燃料および前記酸化剤のバーナーの少なくとも1つで燃焼されることによってもたらされるH 2 濃度と前記測定された水素H 2m の濃度との差分に基づいて前記金属酸化物水素H 2mo の濃度を算出することを特徴とする炉内アルミニウム処理方法。 - 請求項1の方法において、
前記酸化剤は、21体積%以上のO 2 を含有する。 - 請求項1の方法において、
前記酸化剤は、88体積%以上のO 2 を含有する。 - 請求項1の方法において、
前記酸化剤は、95体積%以上のO 2 を含有する。 - 請求項1乃至4のいずれか1項の方法において、
アルミニウム溶湯の酸化が減少する前記最終段階の期間を通して前記金属酸化物一酸化炭素CO mo および/または前記金属酸化物水素H 2mo の濃度が2%および5%の間の値に実質的に一定に保たれる。 - 請求項1の方法において、
前記燃料は、天然ガス、炭化水素、軽燃料油および重燃料油のうちから選択される。 - 請求項1乃至6のいずれか1項の方法において、
燃料に対する酸素の体積測定率が1および5の間に維持される。 - 請求項1乃至7のいずれか1項の方法において、
アルミニウム溶湯の酸化が減少する前記最終段階は、材料内に存在する全ての有機物が熱分解によって実質的に破壊される間に、炭化水素燃焼段階により先導される。 - 請求項8の方法において、
CO m および/またはH 2m の測定値が課されたセットポイント値に安定するときに、前記炭化水素燃焼段階が終了する。 - 請求項8又は9のいずれか1項の方法において、
前記安定化段階では測定されたCO m および/またはH 2m 濃度が一定値に落ち着き、その間に前記バーナー内の酸化剤の流量が実質的に一定になる。 - 請求項1乃至10のいずれか1項の方法において、
アルミニウム溶湯の酸化が減少する前記最終段階では前記炉内へのアルミニウム含有材料の新たなチャージの再装入を終わらせる。 - 請求項1乃至11のいずれか1項の方法において、
前記(CO)mはレーザー・ダイオードを使用して測定される。 - 請求項1乃至12のいずれか1項の方法に従って、前記炉の少なくとも1つのバーナーの燃焼を制御するためにアルミニウム炉内のCOを測定するレーザー・ダイオードの使用。
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